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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein System zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel, wie im Oberbegriff von Anspruch 21 definiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, die das Verfahren gemäß der Erfindung umsetzen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die folgenden Hintergrundinformationen sind eine Beschreibung des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung, die somit nicht notwendigerweise eine Beschreibung des Standes der Technik sein muss.
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Bei Kraftfahrzeugen wie z. B. Autos, LKWs und Bussen sind Treibstoffkosten eine signifikante Ausgabe für den Besitzer oder Benutzer des Fahrzeugs. Für ein Speditionsunternehmen z. B. liegen neben den Beschaffungskosten des Fahrzeugs die Hauptausgabenpunkte für den Betrieb eines Fahrzeugs in der Bezahlung des Fahrers des Fahrzeugs, in Reparatur- und Wartungskosten und im Treibstoff für den Antrieb des Fahrzeugs. Die Treibstoffkosten können sich hier stark auf die Profitabilität des Speditionsunternehmens auswirken. Außerdem steht der Treibstoffverbrauch stark mit der Höhe der Abgasemissionen in Zusammenhang, die aus dem Fahrzeug austreten. Daher wurde eine Reihe unterschiedlicher Systeme entwickelt, um den Treibstoffverbrauch zu verringern z. B. treibstoffeffiziente Motoren und Steuervorrichtungen für treibstoffsparendes Fahren.
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Beispielsweise bei Gefälle oder in Situationen, in denen das Fahrzeug seine tatsächliche Geschwindigkeit verringern muss, wurden Treibstoffeinsparungen bislang mit einem verringerten positiven Drehmoment des Motors erzielt, alternativ auch durch Motorbremse. Das verringerte positive Drehmoment des Motors bedeutet, dass die Antriebskraft in die Fortbewegungsrichtung, die der interne Verbrennungsmotor über die Antriebsräder bereitstellt, verringert wird, z. B. durch eine verringerte Treibstoffeinspritzung im Motor, wodurch der Treibstoffverbrauch verringert wird.
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Motorbremse bedeutet, dass das Fahrzeug mit geschlossenem Antriebsstrang fährt, d. h. der Verbrennungsmotor ist mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden, und gleichzeitig die Treibstoffzufuhr zum internen Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Ein Vorteil dieser Art von Maßnahme besteht darin, dass, da die Treibstoffzufuhr zum internen Verbrennungsmotor abgeschaltet wird, der Verbrauch des internen Verbrennungsmotors ebenfalls null ist. Diese Maßnahme bedeutet jedoch auch, dass der interne Verbrennungsmotor aufgrund der kinetischen Energie des Fahrzeugs von den Antriebsrädern des Fahrzeugs über den Antriebsstrang angetrieben wird. Hiermit wird eine Motorbremse erzielt, wobei die internen Verluste des internen Verbrennungsmotors eine Bremswirkung verursachen, d. h., das Fahrzeug wird motorgebremst. Anders ausgedrückt befindet sich der interne Verbrennungsmotor hier in einem Schleppbetriebsmodus, in dem ein Schleppmoment des internen Verbrennungsmotors als Bremskraft auf die Antriebsräder wird.
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Auch wenn eine Verringerung des angeforderten Motordrehmoments und/oder eine Motorbremse den Treibstoffverbrauch verringert, ist diese Verringerung nicht immer optimiert, da erstens das verringerte Motordrehmoment trotz allem im Allgemeinen mehr Treibstoff als erforderlich verbraucht und zweitens die Motorbremse des Fahrzeugs in Bezug auf den Treibstoffverbrauch häufig nicht ökonomisch ist.
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Der Freilauf, der auch Ausrollen genannt wird, wurde vorgeschlagen, um in manchen Fahrsituationen weitere Treibstoffeinsparungen bereitzustellen. Der Freilauf wird erzielt, indem der Motor des Fahrzeugs von den Antriebsrädern des Fahrzeugs entkuppelt wird, d. h. indem der Antriebsstrang geöffnet wird. Diese Entkupplung der Antriebsräder vom Motor, auch als Öffnen des Antriebsstrangs bezeichnet, kann z. B. durch Setzen des Getriebes in eine neutrale Position oder durch Öffnen der Kupplung erzielt werden. Anders ausgedrückt wird während des Freilaufs im Wesentlichen keine Kraft vom Motor auf die Antriebsräder übertragen. Das Entkuppeln des Motors von den Antriebsrädern des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung befindet, somit in diesem Dokument als Freilauf/Schubbetrieb bezeichnet.
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Der Freilauf bewirkt eine beträchtliche Verringerung der Kräfte, die gegen die Bewegung des Fahrzeugs wirken, da sich die Kraft, die aus der Motorreibung entsteht, auf einen Wert von im Wesentlichen null (0) verringert. Daher kann der Freilauf den Treibstoffverbrauch durch diesen verringerten Widerstand gegen die Fahrzeugbewegung beträchtlich verringern. In gewissen Fällen des Freilaufs muss dem Motor Leerlauftreibstoff zugeführt werden, damit dieser nicht abstirbt, in anderen Fällen kann jedoch ein Absterben des Motors zugelassen werden. Das Ergebnis ist, dass es unter einem Treibstoffaspekt häufiger vorteilhafter ist, das Fahrzeug mit offenem Antriebsstrang, d. h. in einem Freilaufmodus, als mit der Motorbremse, d. h., wenn der Antriebsstrang geschlossen ist und gleichzeitig die Treibstoffzufuhr zum Motor abgeschaltet ist, zu fahren. Der Grund dafür liegt darin, dass die eingeschränkte Treibstoffmenge, die erforderlich ist, um den internen Verbrennungsmotor am Laufen zu halten, wenn der interne Verbrennungsmotor entkuppelt wird, durch die Tatsache ausgeglichen wird, dass das Fahrzeug für eine längere Strecke mit dem entkuppelten internen Verbrennungsmotor weiterfahren kann, z. B. nachdem ein Gefälle passiert wurde. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das Fahrzeug z. B. auf dem Gefälle eine höhere Geschwindigkeit erreicht, wenn der interne Verbrennungsmotor entkuppelt ist, im Vergleich dazu, wenn das Fahrzeug mit geschlossenem Antriebsstrang ohne Treibstoffzufuhr gefahren wird.
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Beim Freilauf ist darüber hinaus die Kraft, die gegen die Bewegung des Fahrzeugs wirkt, geringer als wenn der interne Verbrennungsmotor des Fahrzeugs von der Antriebswelle entkuppelt ist, da es keine Motorbremskraft gibt, die gegen das Vorankommen des Fahrzeugs wirkt. Dadurch entschleunigt sich das Fahrzeug langsamer, z. B. wenn das Fahrzeug das Ende des Gefälles erreicht, was gleichzeitig bedeutet, dass der Freilauf z. B. oftmals für eine relativ weite Strecke nach dem Ende eines Gefälles verwendet werden kann. Hiermit wird eine beträchtliche Verringerung des Treibstoffverbrauchs erzielt.
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Kraftfahrzeuge und insbesondere Schwerkraftfahrzeug wie LKWs und Busse werden von der Schwerkraft bei Gefällen derart beeinflusst, dass sich ihre Geschwindigkeit erhöht, was für Freilauffunktionen im Fahrzeug genutzt werden kann.
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Aufgrund anderer Fahrzeuge auf der Straße und/oder von Geschwindigkeitsbegrenzungen darf das Fahrzeug seine Geschwindigkeit z. B. bei Gefällen nicht frei erhöhen. Aus diesem Grund wurde eine Geschwindigkeitsregelung für Gefälle entwickelt. Somit sind viele Schwerfahrzeuge mit einem System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle ausgestattet, das ausgelegt ist, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu beschränken, so dass sie einen vordefinierten Gefälle-Geschwindigkeitswert cvdhsc nicht überschreitet.
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Eine Sollgeschwindigkeit vset_dhsc für das System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle wird z. B. vom Fahrer des Fahrzeugs festgelegt. Danach stellt das System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle sicher, dass diese Sollgeschwindigkeit vset_dhsc nicht überschritten wird, indem eine oder mehrere Bremsvorrichtungen im Fahrzeug unter Bezug auf eine Referenzgeschwindigkeit vref_dhsc gesteuert werden. Die Referenzgeschwindigkeit vref_dhsc hängt von der Sollgeschwindigkeit vset_dhsc ab. Tatsächlich entspricht die Referenzgeschwindigkeit vref_dhsc häufig der Sollgeschwindigkeit vset_dhsc. Bremsvorrichtungen sind so konzipiert, dass sie ein Bremsmoment erzeugen, das dahingehend wirkt, dass es die Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert, z. B. durch Verringern der Drehgeschwindigkeit der Räder. Die Bremsvorrichtungen können eine oder mehrere Hilfsbremsen umfassen, z. B. eine Motorbremse, eine Auspuffbremse, eine elektromagnetische Strömungsbremse und/oder eine hydraulische Strömungsbremse.
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Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs muss ggf. auch in anderen Situationen begrenzt werden, die nicht mit Gefällen oder Geschwindigkeitsregelung bei Gefällen in Zusammenhang stehen müssen. Beispielsweise aufgrund von Straßenbedingungen, Verkehrsbedingungen, Fahrzeugeinstellungen und/oder -bedingungen oder aus anderen Gründen kann eine höchstzulässige/maximal zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit vmax definiert werden, die das Fahrzeug nicht überschreiten sollte. Diese anderen Situationen werden nachstehend ausführlicher beschrieben. Somit kann eine höchstzulässige Fahrzeuggeschwindigkeit vmax definiert werden, die mit Situationen einer Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle sowie mit diesen anderen erwähnten Situationen in Zusammenhang stehen könnte. Somit könnte die Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Allgemeinen von einem oder mehreren Systemen so reguliert werden, dass diese höchstzulässige Fahrzeuggeschwindigkeit vmax nicht überschritten wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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In Bezug auf Systeme zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle wurde angemerkt, dass es treibstoffeffizient sein könnte, die beim System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle verwendete Gefälle-Referenzgeschwindigkeit vref_dhsc im Endstück eines Gefälles vorübergehend auf einen erhöhten Wert vref_dhsc_schwung zu erhöhen, was zu einer erhöhten tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vact am Ende des Gefälles führt. Diese Erhöhung der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vact bedeutet, dass das Fahrzeug das Gefälle mit kinetischer Energie verlässt, die in Bezug auf den erhöhten Wert der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vref_dhsc_schwung und/oder die erhöhte tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact erhöht ist. Diese erhöhte kinetische Energie kann beim Antrieb des Fahrzeugs nach einem Gefälle verwendet werden, z. B. bei einem Anstieg, der nach dem Gefälle beginnt, oder kann verwendet werden, so dass das Fahrzeug für eine längere Strecke gefahren werden kann, bevor Treibstoff eingespritzt werden muss, damit das Fahrzeug eine Sollgeschwindigkeit vset_cc für ein Geschwindigkeitsregiersystem im Fahrzeug halten kann.
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Bei bekannten Systemen wird dieser erhöhte Wert der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vref_dhsc_schwung im Wesentlichen zu dem Zeitpunkt berechnet und ermittelt, an dem die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den Sollwert für die Stellgeschwindigkeit bei Gefälle vset_dhsc überschreitet. Bei den bekannten Systemen, die einen erhöhten Wert der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vref_dhsc_schwung bereitstellen, wurde jedoch eine Kombination und eine Zusammenwirkung eines solches Systems mit einem Freilaufsystem nicht richtig in Betracht gezogen. Die bekannte Berechnung und Ermittlung des erhöhten Werts der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vref_dhsc_schwung hat somit dazu geführt, dass die Verwendung eines Freilaufs/Schubbetriebs des Fahrzeugs bei Gefälle nicht möglich oder nur auf kleinen Stücken des Gefälles möglich ist. Somit wurden die bekannten Systeme, die einen erhöhten Wert der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vref_dhsc_schwung bereitstellen, in Bezug auf Freilauf nicht optimiert und bieten somit schlechte oder zumindest suboptimale Treibstoffverringerungen.
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Es ist daher ein Ziel, zumindest gewisse der oben erwähnten Probleme zumindest teilweise zu lösen.
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Dieses Ziel wird durch das oben erwähnte Verfahren zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 erreicht.
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Das Ziel wird auch durch das oben erwähnte System, das zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel ausgelegt ist, gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 21 erreicht.
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Das Ziel wird auch durch das oben erwähnte Computerprogramm und Computerprogrammprodukt erreicht.
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Das Verfahren und das System gemäß der vorliegenden Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass sie eine höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel ermitteln und verwenden, die für einen Freilauf eines Fahrzeugs auf einem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt zu verwenden ist.
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Das System enthält eine Ermittlungseinheit, die ausgelegt ist, um an oder vor einem Zeitpunkt tsim, an dem Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilaufen auf dem Straßenabschnitt durchgeführt werden, einen Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zu ermitteln. Die Ermittlungseinheit ist ferner ausgelegt, um den Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel an oder vor einem Zeitpunkt tsim als Wert zu ermitteln, der aus einem im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax; vmax_freewheel = vmax; und einem vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset, der höher als der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax ist; vmax_freewheel = vmax+offset und vmax+offset > vmax; ausgewählt ist. Das System enthält außerdem eine Verwendungseinheit, die ausgelegt ist, um eine ermittelte höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zu verwenden, wenn die Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilaufen auf dem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt ausgewertet werden.
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Wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird, wird bzw. ist somit die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel bereits zum Zeitpunkt tsim, wenn die Simulationen simfreewheel durchgeführt werden, ermittelt und verwendungsbereit. Somit kann die ermittelte höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel in den Freilaufsimulationen simfreewheel und/oder deren Auswertungen verwendet werden, wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird. Dadurch werden die Freilaufsimulationen und -auswertungen genauer. Außerdem könnte ein vorübergehend erhöhter höchster Wert vmax+off zum Zeitpunkt tsim, wenn die Simulationen simfreewheel und/oder Auswertungen durchgeführt werden, zur Verwendung verfügbar sein, wodurch es möglich wird, mehr Freilaufsequenzen und/oder längere Freilaufsequenzen zum Zeitpunkt der Simulationen und/oder Bewertungen als möglich/unzulässig zu identifizieren. Hiermit kann das Fahrzeug das Freilaufen während mehr und/oder längerer Freilaufsequenzen verwenden, wodurch der Gesamttreibstoffverbrauch für das Fahrzeug verringert wird.
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Ausführliche beispielhafte Ausführungsformen und Vorteile des Verfahrens und Systems gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die einige bevorzugte Ausführungsformen veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben, die Beispiele für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen und in denen:
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1 ein schematisches beispielhaftes Fahrzeug ist,
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2a ein Ablaufplan ist,
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2b ein Ablaufplan ist,
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3 eine schematische Veranschaulichung einer Fahrsituation ist,
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4 eine schematische Veranschaulichung einer Steuereinheit ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs in einem Fahrzeug 100. Der Antriebsstrang umfasst einen Motor 101, z. B. einen Verbrennungsmotor, der auf herkömmliche Weise verbunden ist, über eine Abtriebswelle 102 vom Motor 101, für gewöhnlich über ein Schwungrad, mit einer Eingangswelle 109 eines Getriebes 103 durch eine Kupplung 106. Die Kupplung 106 kann z. B. durch eine automatisch gesteuerte Kupplung gebildet sein und kann vom Steuersystem des Fahrzeugs über eine Steuereinheit 400 (auch in 4 gezeigt) gesteuert werden. Die Steuereinheit 400 kann ggf. auch das Getriebe 103 steuern. Das Getriebe 103 ist hier schematisch als Einheit veranschaulicht. Das Getriebe 103 kann jedoch physisch auch aus einer Mehrzahl von interagierenden Getrieben bestehen, z. B. einem Bereichsgetriebe, einem Hauptgetriebe und einem Splitgetriebe, die entlang des Antriebsstrangs des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Getriebe kann eine geeignete Anzahl von Gangstellungen umfassen. Gegenwärtige Getriebe für Schwerlastfahrzeuge sind für gewöhnlich mit zwölf Vorwärtsgängen, zwei Rückwärtsgängen und einer neutralen Gangstellung versehen.
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Wenn das Getriebe 103 physisch aus einer Mehrzahl von interagierenden Getrieben wie oben besteht, können diese zwölf Vorwärtsgänge als zwei Gänge im Bereichsgetriebe, drei Gänge im Hauptgetriebe und zwei Gänge im Splitgetriebe verteilt sein, was zusammen zwölf Gangstellungen macht (2 × 3 × 2 = 12).
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Das Fahrzeug 100 umfasst darüber hinaus Antriebswellen 104, 105, die mit den Antriebsrädern 111, 112 des Fahrzeugs verbunden sind und die von einer Abtriebswelle 107 aus dem Getriebe 103 über ein Achsgetriebe 108, z. B. ein herkömmliches Differentialgetriebe, angetrieben werden.
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Das Fahrzeug 100 umfasst darüber hinaus eine Vielzahl unterschiedlicher Bremssysteme 121, 122, 123, 124, z. B. ein herkömmliches Betriebsbremssystem, das z. B. Bremsschreiben mit zugehörigen Bremsbelägen umfassen kann, die neben jedem Rad angeordnet sind. Der Motor 101 kann auf Basis von Anweisungen von einer Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung gesteuert werden, um eine konstante tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit zu variieren, so dass ein innerhalb von angemessenen Geschwindigkeitsbegrenzungen optimierter Treibstoffverbrauch erzielt wird. Der Motor 101 kann auch von einem Fahrer des Fahrzeugs gesteuert werden. Die Steuersysteme für die Bremssysteme 121, 122, 123, 124 und/oder das Geschwindigkeitsreglersystem kann logisch und/oder physisch zusammen mit der oben erwähnten Steuereinheit 400 oder einem Teil davon angeordnet sein.
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Die Steuereinheit 400 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest eine Ermittlungseinheit 410 und eine Verwendungseinheit 420. Diese Einheiten sind nachstehend ausführlicher beschrieben. In 1 sind diese Einheiten als innerhalb einer einzelnen Steuereinheit 400 umfasst veranschaulicht. Wie für den Fachmann offensichtlich, kann die Steuereinheit 400 jedoch auch physisch und/oder logisch in zwei oder mehr Steuereinheiten aufgeteilt sein.
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Die Freilauffunktionalität, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilaufen auf einem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt, die zu definierten Zeitpunkten tsim durchgeführt werden.
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Um die Entscheidung treffen zu können, ob die Verwendung des Freilaufs möglich ist, werden eine oder mehrere simulierte künftige Geschwindigkeitsprofile vsim, die der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vact für den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt entsprechen, simuliert. Häufig haben die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und die entstehende tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den gleichen oder beinahe den gleichen Wert, da die Simulationen mit sehr hoher Genauigkeit durchgeführt werden können. Somit sind die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact häufig mehr oder weniger identisch, wenn die Steuersysteme im Fahrzeug entscheiden, das Fahrzeug gemäß den Simulationen zu steuern. Somit werden die Simulationen derart durchgeführt, dass sie auf der aktuellen Position und Situation des Fahrzeugs und Vorwärtsblicke über den Straßenabschnitt basieren, wobei die Simulationen z. B. auf Basis einer Straßenneigung für den Straßenabschnitt und einem Getriebemodus für das Fahrzeug durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann die Simulation im Fahrzeug mit einer vordefinierten Frequenz durchgeführt werden, z. B. mit der Frequenz von 1 Hz, was heißt, dass jede Sekunde ein neues Simulationsergebnis vorliegt. Der Straßenabschnitt, für den die Simulation durchgeführt wird, umfasst einen vor dem Fahrzeug liegenden vordefinierten Abschnitt, der z. B. 1 km, 2 km oder länger sein kann. Der Straßenabschnitt kann auch als vor dem Fahrzeug liegender Horizont angesehen werden, für den die Simulation durchzuführen ist.
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Abgesehen von den oben genannten Parameters der Straßenneigung und des Getriebemodus kann die Simulation auch auf einem oder mehrere eines Antriebsverfahrens, einer aktuellen tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. maximales und/oder minimales Motormoment, eines Fahrzeuggewichts, eines Luftwiderstands, eines Rollwiderstands, eines Übersetzungsverhältnisses im Getriebe und/oder Antriebsstrang und eines Radradius basieren.
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Die Informationen zum Straßenabschnitt wie z. B. die Straßenneigung, auf denen die Simulationen basieren, können auf viele unterschiedliche Weisen erhalten werden. Die Informationen können auf Basis von Kartendaten, z. B. aus digitalen Karten, die topographische Informationen umfassen, in Kombination mit Ortungsinformationen, z. B. GPS-Informationen (Global Positioning System), bestimmt werden. Mithilfe der Ortungsinformationen kann die Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Kartendaten bestimmt werden, so dass die Informationen aus den Kartendaten extrahiert werden können.
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Bei vielen derzeitigen Geschwindigkeitsreglersystemen werden Kartendaten und Ortungsinformationen bei der Geschwindigkeitsregelung verwendet. Solche Systeme können danach Kartendaten und Ortungsinformationen an das System für die vorliegende Erfindung bereitstellen, wodurch erzielt wird, dass der erhöhte Komplexitätsgrad für das Ermitteln der Informationen in Zusammenhang mit dem Straßenabschnitt minimiert wird.
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Die Straßenneigung, auf der die Simulationen basieren können, kann auch durch Schätzen der Straßenneigung, auf die das Fahrzeug im Simulationsfall trifft, erhalten werden. Es gibt viele Wege zum Schätzen dieser Straßenneigung, z. B. auf Basis eines Motormoments im Fahrzeug, einer Beschleunigung für das Fahrzeug, eines Beschleunigungsmessers, GPS-Informationen, Radarinformationen, Kamerainformationen, Informationen von einem anderen Fahrzeug, Ortungsinformationen und Straßenneigungsinformationen, die zuvor im Fahrzeug gespeichert wurden, oder Informationen, die von einem Verkehrssystem in Zusammenhang mit dem Straßenabschnitt erhalten wurden. In Systemen, bei denen ein Informationsaustausch unter Fahrzeugen verwendet wird, kann die von einem Fahrzeug geschätzte Straßenneigung auch anderen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden, entweder direkt oder über eine Zwischeneinheit wie eine Datenbank oder dergleichen.
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Außerdem basieren die Freilaufsimulationen und/oder Auswertungen der Simulationen auf einer höchstzulässigen Fahrzeugfreilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel und einer niedrigstzulässigen/minimal zulässigen Fahrzeugfreilaufgeschwindigkeit vmin_freewheel für den Straßenabschnitt. Beispielsweise kann der Freilauf gemäß einigen Ausführungsformen nur dann zugelassen werden, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact innerhalb des Fahrzeuggeschwindigkeitsintervalls gehalten wird, das durch die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel und eine niedrigstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmin_freewheel definiert wird.
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Anders ausgedrückt: Wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim, die bei den Simulationen in Zusammenhang mit dem Freilauf simfreewheel geschätzt wird, anzeigt, dass die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und somit auch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact, die der simulierten Fahrzeuggeschwindigkeit vsim entspricht, die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auf dem Straßenabschnitt überschreiten, wird der Freilauf gemäß den Auswertungen für den Straßenabschnitt nicht zugelassen/verwendet. Wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim anzeigt, dass die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und somit auch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact, die der simulierten Fahrzeuggeschwindigkeit vsim entspricht, unter der niedrigstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmin_freewheel auf dem Straßenabschnitt ist, wird dementsprechend der Freilauf gemäß den Auswertungen für den Straßenabschnitt nicht zugelassen/verwendet. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel bereitgestellt, die es von einem Fahrzeug 100 zu verwenden gilt, wenn es auf einem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt im Freilauf fahren wird.
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Das Verfahren ist in 2 in einem Ablaufplan veranschaulicht. In einem ersten Schritt 210 des Verfahrens, der z. B. von der nachstehend beschriebenen Ermittlungseinheit 410 durchgeführt werden kann, wird ein Wert für eine höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel an oder vor einem Zeitpunkt tsim ermittelt, wenn die Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilauf auf dem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt durchgeführt werden, d. h. bevor das Fahrzeug auf dem Straßenabschnitt angekommen ist. Bei dieser Ermittlung kann die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel mit einem Wert bemessen werden, der einem im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax gleich ist; vmax_freewheel = vmax. Bei dieser Ermittlung kann die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auch mit einem Wert bemessen werden, der einem vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset gleich ist, der höher als der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax ist; vmax_freewheel = vmax+offset und vmax+offset > vmax.
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Hier und in diesem Dokument ist der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax der nicht-erhöhte höchstzulässige Wert. Anders ausgedrückt ist der im Allgemeinen verwendete höchstzulässige Wert vmax der Wert, der im Allgemeinen verwendet werden würde, wenn es keine Funktionalität für vorübergehend erhöhten höchstzulässigen Wert gäbe. Somit steht der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit in Beziehung, bei der eine weitere Beschleunigung des Fahrzeugs im Allgemeinen unerwünscht ist und/oder bei der eine Abbremsung des Fahrzeugs im Allgemeinen erwünscht ist. Wenn beispielsweise der höchstzulässige Wert mit einer Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle in Zusammenhang steht, entspricht der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax der Stellgeschwindigkeit bei Gefälle vdhsc, während der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset dem erhöhten Wert der Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle vdhsc_schwung entspricht. Beispielsweise wenn der höchstzulässige Wert mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung für den Straßenabschnitt in Zusammenhang steht, kann der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax der Geschwindigkeitsbegrenzung, z. B. 90 km/h, entsprechen, während der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset einer vorübergehend erhöhten internen Geschwindigkeitsbegrenzung, z. B. 95 km/h, entsprechen kann. Die Verwendung des im Allgemeinen verwendeten höchsten Werts vmax ist nachstehend ausführlicher beschrieben.
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In einem zweiten Schritt 220 des Verfahrens wird der ermittelte Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel bei den Auswertungen der Freilaufsimulationen simfreewheel verwendet, z. B. von der nachstehend beschriebenen Verwendungseinheit 420. Die tatsächlichen Simulations- und/oder Auswertungsalgorithmen, die verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Freilauf möglich und geeignet ist, können hier dem Fachmann hinlänglich bekannte Simulations- und/oder Auswertungsalgorithmen umfassen, solange sie die Verwendung einer höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel beinhalten.
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Wenn die Auswertungen der Freilaufsimulationen simfreewheel ermitteln, dass ein Freilauf für den Straßenabschnitt zugelassen werden sollte, geht das Verfahren zum dritten Schritt 230 über, bei dem der Freilauf aktiviert wird. Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung können mehr mögliche Freilaufsituationen identifiziert werden, wenn die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel mit dem vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset bemessen wird.
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Wenn die Auswertungen der Freilaufsimulationen simfreewheel ermitteln, dass ein Freilauf für den Straßenabschnitt nicht zugelassen werden sollte, geht das Verfahren zum vierten Schritt 240 über, bei dem der Freilauf nicht aktiviert wird. Das Verfahren kann dann im ersten Schritt 210 erneut starten.
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Wenn beispielsweise die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle auch während des Freilaufs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax der Referenzgeschwindigkeit für Gefälle vref_dhsc entsprechen, die im System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle verwendet wird, und der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset kann dem erhöhte Wert vref_dhsc_schwung für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle entsprechen. Ein wesentlicher Unterschied gegenüber den bekannten Algorithmen für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle besteht jedoch darin, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel an oder vor dem Zeitpunkt tsim ermittelt wird, wenn die Freilaufsimulationen simfreewheel für den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt durchgeführt werden. Wie oben erwähnt, wurde bei bekannten Systemen der erhöhte Wert vref_dhsc_schwung für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle viel später als die Freilaufsimulationen simfreewheel ermittelt, da dann zuerst ermittelt wurde, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact die Stellgeschwindigkeit für Gefälle vdhsc überschritten hatte.
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Somit kann die ermittelte höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel in den Freilaufsimulationen simfreewheel und/oder Auswertungen verwendet werden, wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird. Dadurch wird der Freilauf und in der Folge auch Verringerungen des Treibstoffverbrauchs in viel mehr Situationen möglich, in denen der Freilauf bei Verwendung von bekannten Systemen nicht möglich wäre.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Auswertungen im Wesentlichen zum Zeitpunkt tsim durchgeführt, wenn die Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilauf durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Auswertungen im Wesentlichen direkt nach dem Zeitpunkt tsim durchgeführt, wenn die Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilauf durchgeführt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Auswertungen nach dem Zeitpunkt tsim und vor dem Zeitpunkt durchgeführt, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact die höchstzulässige Geschwindigkeit vmax überschreitet.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Simulationen in Zusammenhang mit dem Freilauf simfreewheel, die zum Zeitpunkt tsim durchgeführt werden, auf das erste Auftreten/die erste Situation einer vor dem Fahrzeug liegenden Übergeschwindigkeit beschränkt. Somit werden die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact anhand der Position des Fahrzeugs analysiert, die dem Simulationszeitpunkt tsim entspricht, bis die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax einmal überschritten haben und danach wieder unter den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax gefallen sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert das Ermitteln des Werts für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auf einer simulierten Fahrzeuggeschwindigkeit vsim über den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt, die der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit vact für den Straßenabschnitt entspricht. Diese simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim basiert auf Wissen über den Straßenabschnitt, wie oben beschrieben. Somit kann die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim z. B. einem oder mehrere eines Antriebsverfahrens, einer aktuellen tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit, z. B. maximales und/oder minimales Motormoment, eines Fahrzeuggewichts, eines Luftwiderstands, eines Rollwiderstands, eines Übersetzungsverhältnisses im Getriebe und/oder Antriebsstrang und eines Radradius basieren.
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Das Wissen über den Straßenabschnitt kann z. B. Kartendaten, z. B. aus digitalen Karten, die topographische Informationen umfassen, in Kombination mit Ortungsinformationen, z. B. GPS-Informationen (Global Positioning System), erhalten werden. Mithilfe der Ortungsinformationen kann die Position des Fahrzeugs in Bezug auf die Kartendaten bestimmt werden, so dass das Wissen aus den Kartendaten extrahiert werden kann. Die Kartendaten können topographische Informationen enthalten, d. h. Straßenneigungsinformationen. Das Wissen kann auch aus Sensoren, z. B. Kameras, Radareinrichtungen und dergleichen, erhalten werden, die Charakteristika des Straßenabschnitts identifizieren. Außerdem können Informationen, die von anderen Fahrzeugen abgefragt wurden, für die Bereitstellung eines solches Wissens über den Straßenabschnitt verwendet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Ermitteln des Werts für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel, d. h. der oben beschriebene erste Schritt 210 des Verfahrens, die in 2b veranschaulichten Schritte beinhalten. Diese Schritte können auch von der nachstehend beschriebenen Ermittlungseinheit 410 durchgeführt werden.
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In einem ersten Schritt 211 in 2b wird die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim mit dem im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax verglichen. In einem zweiten Schritt 212 wird die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim auch mit dem vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset verglichen.
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Wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim auf dem Straßenabschnitt geringer als der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset ist; vsim < vmax+offset; und wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim auf dem Straßenabschnitt höher als der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax ist; vsim > vmax; für einen Zeitraum Tover_max, der kürzer als ein vordefinierter Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed ist; Tover_max < Tover_speed; wird der Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel in einem dritten Schritt 213 auf den vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset festgelegt; vmax_freewheel = vmax+offset.
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Wenn stattdessen die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim auf dem Straßenabschnitt höher als der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset ist; vsim > vmax+offset oder wenn die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim auf dem Straßenabschnitt höher als der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax ist; vsim > vmax; für einen Zeitraum Tover_max, der länger als ein vordefinierter Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed ist ; Tover_max < Tover_speed; wird der Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel in einem vierten Schritt 214 auf den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax festgelegt; vmax_freewheel = vmax.
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Der vordefinierte Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed kann hier einen Wert haben, z. B. eine Länge, der mit einem im Fahrzeug verwendeten Leistungsmodus in Beziehung steht. Solche möglichen Leistungsmodi können zumindest einen Sparmodus, einen normalen Modus und einer Power-Modus beinhalten. Der vordefinierte Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed kann auch mit einer Fahrereingabe in Beziehung stehen, so dass der Fahrer die Wahl des Werts für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel beeinflussen kann. Der vordefinierte Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed könnte einen konstanten Wert haben. Als nicht-einschränkendes Beispiel kann der vordefinierte Übergeschwindigkeitszeitraum Tover_speed 45 Sekunden betragen.
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3 beschreibt schematisch die Grundsätze einiger Lösungen aus dem Stand der Technik und der vorliegenden Erfindung für eine Fahrsituation, die eine Gefälleneigung beinhaltet.
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Die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact (durchgehende Linie) für die vorliegende Erfindung bzw. vact_pror art (strichlierte Linie) für den Stand der Technik erhöhen sich z. B. von einer Sollgeschwindigkeit vset für ein Geschwindigkeitsreglersystem, wenn das Fahrzeug zu einer Gefälleneigung gelangt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zu oder vor einem Zeitpunkt tsim ermittelt, wenn die Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilauf durchgeführt werden. Somit kann die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zum oder vor dem Zeitpunkt tsim auf den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax; vmax_freewheel = vmax oder auf den vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset; vmax_freewheel = vmax+offset and vmax+offset > vmax, festgelegt werden. Diese Ermittlung der höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel erfolgt wie oben beschrieben, d. h. auf Basis der Werte für die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und den Zeitraum Tover_max. Gemäß der vorliegenden Erfindung weiß das Freilaufsystem bereits zum Zeitpunkt für die Ermittlung der höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel, d. h. zum oder nach dem Zeitpunkt tsim, dass die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel mit einem erhöhten höchsten Wert vmax+offset bemessen wird, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax erreicht hat. Wenn die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auf Basis einer Referenzgeschwindigkeit vref_invention (strichlierte Linie) reguliert wird, z. B. wenn der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax eine Stellgeschwindigkeit für Gefälle ist, vmax = vdhsc, und der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset eine erhöhte Stellgeschwindigkeit für Gefälle ist, vmax+offset = vdhsc+offset, wird somit die Referenzgeschwindigkeit vref_invention, die sodann eine Referenzstellgeschwindigkeit für Gefälle vref_dhsc sein könnte, erhöht, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax erreicht hat.
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Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass diese bereits zum Zeitpunkt tsim bekannt ist, wenn die Freilaufsimulationen durchgeführt werden. Daher könnte das Fahrzeug in diesem Beispiel bereits zum Zeitpunkt tsim mit dem Freilauf beginnen, da bei den Simulationen und/oder Auswertungen, die zum oder direkt nach dem Zeitpunkt tsim durchgeführt werden, bekannt ist, dass die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel den vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset aufweisen, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact dem im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax erreicht hat, und somit dass der Freilauf für den gesamten Zeitraum Tfreewheel_invention der Gefälleneigung möglich sein wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim, die bei den Simulationen in Zusammenhang mit dem Freilauf simfreewheel geschätzt wird, anzeigt, dass die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und somit auch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact, die der simulierten Fahrzeuggeschwindigkeit vsim entspricht, die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auf dem Straßenabschnitt/innerhalb des Straßenabschnitts nicht überschreiten. Somit wird der Freilauf für den Straßenabschnitt zugelassen/verwendet. Die Simulations- und/oder Auswertungsalgorithmen, die verwendet werden, um zu ermitteln, ob ein Freilauf möglich und geeignet ist, können hier dem Fachmann hinlänglich bekannte Simulations- und/oder Auswertungsalgorithmen umfassen, solange sie die Verwendung einer höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel beinhalten.
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Wie oben erwähnt sind die Simulationen in Zusammenhang mit dem Freilauf simfreewheel, die zum Zeitpunkt tsim durchgeführt werden, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur auf das erste Auftreten einer vor dem Fahrzeug liegenden Übergeschwindigkeit konzentriert. Somit werden die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact anhand der Position des Fahrzeugs analysiert, die dem Simulationszeitpunkt tsim entspricht, bis die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax einmal überschritten haben und danach wieder den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax unterschritten haben.
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Gemäß Lösungen aus dem Stand der Technik, z. B. wenn der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset dem erhöhten Wert vref_dhsc_schwung für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle entspricht, wird jedoch zum Zeitpunkt tref_up_prior art ermittelt, ob die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel auf ihren erhöhten Wert vref_dhsc_schwung erhöht werden sollte. Somit könnte die Referenzgeschwindigkeit vref_prior art (doppelstrichpunktierte Linie) zu diesem Zeitpunkt tref_up_prior art erhöht werden. Der Zeitpunkt tref_up_prior art tritt viel später als der Zeitpunkt tsim auf, an dem die Freilaufsimulationen durchgeführt werden. Daher weiß das Freilaufsystem bei bekannten Systemen zum Zeitpunkt der Simulation und Auswertung tsim nicht, dass die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel erhöht werden wird. Da die Freilaufsimulationen simfreewheel zu tsim zeigen, dass die simulierte Fahrzeuggeschwindigkeit vsim und/oder die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact will die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel überschreiten werden, wird somit der Freilauf als nicht zulässig/verwendbar erachtet.
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Bei bekannten Systemen wird der erhöhte Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel, z. B. der erhöhte Wert vref_dhsc_schwung für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle, ermittelt, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact den im Allgemeinen verwendeten höchsten Wert vmax, z. B. die Stellgeschwindigkeit für Gefälle vdhsc, überschreitet. Somit wird die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel hier zum Zeitpunkt tref_up_prior art auf den erhöhten Wert vmax+offset, z. B. vref_dhsc_schwung für die Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle, festgelegt, wodurch es möglich wird, dass das Fahrzeug den Freilauf von diesem Zeitpunkt tref_up_prior art an verwendet. Wie aus 3 ersichtlich, tritt der Zeitpunkt tref_up_prior art, von dem an der Freilauf bei Lösungen aus dem Stand der Technik möglich war, viel später als der Zeitpunkt auf, wenn die Freilaufsimulationen simfreewheel durchgeführt werden, nach dem der Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Der Freilauf endet, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit vact bzw. vact_prior art erneut unter die Sollgeschwindigkeit vset gefallen sind. Der entstehende Freilaufzeitraum Tfreewheel_invention bei der vorliegenden Erfindung ist beträchtlich länger als der Freilaufzeitraum Tfreewheel_prior art bei Lösungen aus dem Stand der Technik, was im unteren Bereich von 3 veranschaulicht ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax einer Stellgeschwindigkeit für Gefälle vdhsc; vmax = vdhsc, bei der ein System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle das Fahrzeug bremst. Das System zur Geschwindigkeitsregelung bei Gefälle sowie die Sollgeschwindigkeit und die Referenzgeschwindigkeit, wie beim Bremsen des Fahrzeugs verwendet, wurden oben ausführlicher beschrieben.
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Bei einem Fahrzeug gibt es häufig eine vordefinierte/vorprogrammierte Fahrzeughöchstgeschwindigkeit vvehicle_speed_lim. Diese vordefinierte/vorprogrammierte Fahrzeughöchstgeschwindigkeit vvehicle_speed_lim beläuft sich z. B. bei LKWs in Europa auf 89 km/h. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax mit einer solchen vordefinierte Fahrzeughöchstgeschwindigkeit vvehicle_speed_lim in Beziehung, z. B. als Versatz gegenüber der vordefinierten Fahrzeughöchstgeschwindigkeit vvehicle_speed_lim, d. h. einen höheren Wert als diese aufweisend.
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Der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch mit dem Verhalten des Fahrers des Fahrzeugs in Beziehung stehen, d. h. auf Basis des Fahrverlaufs des Fahrzeugs. Der Fahrverlauf kann z. B. unter Verwendung eines adaptiven Algorithmus bereitgestellt werden, der während der Touren des Fahrzeugs aktualisiert werden.
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Der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch mit dem Umgebungsverkehr auf dem Straßenabschnitt in Beziehung stehen. Der Umgebungsverkehr und/oder die Abstände zu umgebenden Fahrzeugen können zumindest teilweise auf Basis von Radar- und/oder Kameraeinrichtungen oder auf Basis von Informationen ermittelt werden, die von Informationsfahrzeugen und/oder anderen Fahrzeugen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax mit einem relativ niedrigen Wert bemessen werden, wenn sich in der Nähe des Fahrzeugs keine umgebenden Fahrzeuge befinden.
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Der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem oder mehreren Charakteristika auf dem Straßenabschnitt in Beziehung stehen, z. B. einem oder mehreren einer Geschwindigkeitsbegrenzung, einer Biegung, des Vorhandenseins eines Blitzgeräts und einer Verkehrssituation wie Stau innerhalb des Straßenabschnitts. Beispielsweise kann der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax mit einem relativ niedrigen Wert bemessen werden, wenn eine niedrigere Geschwindigkeitsbegrenzung, ein Blitzgerät, eine oder mehrere starke Kurven und/oder Staus auf dem Straßenabschnitt vorhanden ist bzw. sind.
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Der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax kann sich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang eines Straßenabschnitts dynamisch verändern, wie leicht verständlich ist, da sich das Vorhandensein von z. B. starken Kurven, Blitzgeräten und/oder Staus ändern kann, während sich das Fahrzeug über den Straßenabschnitt bewegt.
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Der vorübergehend erhöhte höchste Wert vmax+offset gleicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax plus Geschwindigkeitsversatz voffset; vmax+offset = vmax + voffset. Der Geschwindigkeitsversatz voffset kann hier ein konstanter Wert sein, kann ein Wert sein, der mit einem Leistungsmodus in Beziehung steht, z. B. 1 km/h im normalen Leistungsmodus und 2 km/h im Sparleistungsmodus, oder kann einen Wert haben, der mit einer Fahrereingabe in Beziehung steht, so dass der Fahrer den Wert für den vorübergehend erhöhten höchsten Wert vmax+offset und somit die Freilaufmöglichkeiten für das Fahrzeug beeinflussen kann.
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Der Fachmann wird verstehen, dass ein Verfahren zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel gemäß der vorliegenden Erfindung auch in einem Computerprogramm umgesetzt werden kann, das bei Ausführung auf einem Computer den Computer anweist, das Verfahren durchzuführen. Das Computerprogramm ist für gewöhnlich durch ein Computerprogrammprodukt 403 gebildet, das auf einem nicht-flüchtigen/permanenten digitalen Speichermedium gespeichert ist, wobei das Computerprogramm in das computerlesbare Medium des Computerprogrammprodukts integriert ist. Das computerlesbare Medium umfasst einen geeigneten Speicher, z. B.: ROM (Nur-Lese-Speicher), PROM (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROM (löschbarer PROM), Flash-Speicher, EEPROM (elektrisch löschbarer PROM), Festplatteneinheit usw.
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4 zeigt eine Steuereinheit 400 in schematischer Darstellung. Die Steuereinheit 400 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 401, die durch einen beliebigen geeigneten Prozessor- oder Mikroprozessortyp gebildet sein kann, z. B. einen Schaltkreis zur digitalen Signalverarbeitung (Digitaler Signalprozessor, DSP) oder ein Schaltkreis mit einer vordefinierten spezifischen Funktion (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, ASIC). Die Datenverarbeitungseinheit 401 ist mit einer Speichereinheit 402 verbunden, die in der Steuereinheit 400 angeordnet ist, wobei die Speichereinheit die Datenverarbeitungseinheit 401 z. B. mit dem gespeicherten Programmcode und/oder den gespeicherten Daten versorgt, den bzw. die die Datenverarbeitungseinheit 401 benötigt, um Berechnungen durchführen zu können. Die Datenverarbeitungseinheit 401 ist auch ausgelegt, um Teil- oder Endergebnisse von Berechnungen in der Speichereinheit 402 zu speichern.
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Darüber hinaus ist die Steuereinheit 400 mit Vorrichtungen 411, 412, 413, 414 zum Empfangen und Senden von Eingangs- und Ausgangssignalen versehen. Die Eingangs- und Ausgangssignale können Wellenformen, Impulse oder andere Attribute umfassen, mit denen die Vorrichtungen 411, 413 zum Empfangen von Eingangssignalen als Informationen erkannt und in Signale umgewandelt werden können, die von der Datenverarbeitungseinheit 401 verarbeitet werden können. Diese Signale werden danach der Datenverarbeitungseinheit 401 zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtungen 412, 414 zum Senden von Ausgangssignalen sind ausgelegt, um von der Datenverarbeitungseinheit 401 empfangene Signale umzuwandeln, so dass Ausgangssignale erzeugt werden, z. B. durch Modulieren der Signale, die an andere Teile und/oder Systeme im Fahrzeug gesendet werden können.
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Jede der Verbindungen mit den Vorrichtungen zum Empfangen und Senden von Eingangs- und Ausgangssignalen kann durch eines oder mehreres von einem Kabel; einem Datenbus, z. B. einem CAN-Bus (Controller-Area-Network-Bus), einem MOST-Bus (Media-Oriented-Systems-Transport-Bus) oder einer anderen Buskonfiguration; oder durch eine Drahtlosverbindung gebildet sein. Der Fachmann wird verstehen, dass der oben genannte Computer durch die Datenverarbeitungseinheit 401 gebildet sein kann, und dass der oben genannte Speicher durch die Speichereinheit 402 gebildet sein kann.
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Steuersysteme in modernen Fahrzeugen umfassen Kommunikationsbussysteme, die aus einem oder mehreren Kommunikationsbussen bestehen, um eine Anzahl von elektronischen Steuereinheiten (ECUs) oder Controllern und diversen Komponenten des Fahrzeugs zu verknüpfen. Ein solches Steuersystem kann eine große Anzahl von Steuereinheiten umfassen, und die Verantwortlichkeit für eine spezifische Funktion kann unter den mehreren Steuereinheiten aufgeteilt werden. Fahrzeuge vom gezeigten Typ umfassen somit häufig signifikant mehr Steuereinheiten, als in 4 gezeigt sind, was dem Fachmann auf dem technischen Gebiet hinlänglich bekannt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung in der Steuereinheit 400 umgesetzt. Die Erfindung kann jedoch auch zur Gänze oder teilweise in einer oder mehreren anderen Steuereinheiten, die im Fahrzeug bereits vorhanden sind, oder in einer Steuereinheit, die der vorliegenden Erfindung zugehörig ist, umgesetzt sein.
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Hier und in diesem Dokument werden Einheiten häufig als zum Durchführen von Schritten des Verfahrens gemäß der Erfindung ausgelegt seiend beschrieben. Dazu gehört auch, dass die Einheiten konzipiert und/oder konfiguriert sind, um diese Verfahrensschritte durchzuführen.
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Die zumindest eine Steuereinheit 400 ist in 1 als getrennt veranschaulichte Einheiten 410, 420 enthaltend gezeigt. Diese Einheiten 410, 420 können durch physische Umsetzung in der gleichen Einheit logisch getrennt sein oder können sowohl logisch als auch physisch zusammen angeordnet sein. Diese Einheiten 410, 420 können z. B. Gruppen von Anweisungen entsprechen, die in Form eines Programmiercodes vorliegenden können, die in einen Prozessor eingegeben und von diesem verwendet werden, wenn die Einheiten aktiv sind bzw. zum Durchführen des Verfahrensschritts davon verwendet werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System dargeboten, das zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel ausgelegt ist. Die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel ist für einen Freilauf eines Fahrzeugs auf einem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt zu verwenden.
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Das System enthält eine Ermittlungseinheit 410, die ausgelegt ist, um an oder vor einem Zeitpunkt tsim, an dem Simulationen simfreewheel in Zusammenhang mit dem Freilaufen auf dem Straßenabschnitt durchgeführt werden, einen Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zu ermitteln. Die Ermittlungseinheit 410 ist hier ausgelegt, um den Wert für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel an oder vor einem Zeitpunkt tsim als ein im Allgemeinen verwendeter höchster Wert vmax; vmax_freewheel = vmax; oder als ein vorübergehend erhöhter höchster Wert vmax+offset, der höher als der im Allgemeinen verwendete höchste Wert vmax ist; vmax_freewheel = vmax+offset und vmax+offset > vmax; zu ermitteln.
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Das System enthält außerdem eine Verwendungseinheit 420, die ausgelegt ist, um die von der Ermittlungseinheit 410 ermittelte höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel zu verwenden, wenn die Simulationen simfreewheel being in Zusammenhang mit dem Freilaufen auf dem vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt ausgewertet werden.
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Wenn das System gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird bzw. sind somit die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel bereits zum Zeitpunkt tsim, wenn die Simulationen simfreewheel und/oder Auswertungen dieser Simulationen durchgeführt werden, ermittelt und verwendungsbereit. Hiermit können aktuelle und genaue Werte für die höchstzulässige Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel für die Simulationen und/oder Auswertungen verwendet werden, wodurch genauere Freilaufsimulationen erhalten werden. Da es möglich ist, dass ein vorübergehend erhöhter höchster Wert vmax+off zur Verwendung zum Zeitpunkt tsim verfügbar sein könnte, wenn die Freilaufsimulationen simfreewheel durchgeführt werden, können mehr Freilaufsequenzen und/oder längere Freilaufsequenzen bei den Simulationen als möglich/zulässig identifiziert werden, wodurch der Gesamttreibstoffverbrauch des Fahrzeugs verringert wird.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung kann ausgelegt sein, um alles im Vorstehenden, in den Ansprüchen und in den hier beschriebenen Ausführungsformverfahrensschritten durchzuführen. Das System wird hiermit mit den oben beschriebenen Vorteilen für jede jeweilige Ausführungsform bereitgestellt. Der Fachmann erkennt darüber hinaus, dass das oben beschriebene System gemäß den verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung modifiziert werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeug 100, z. B. einen LKW, einen Bus oder ein Auto, das das hier beschriebene System zum Ermitteln und Verwenden einer höchstzulässigen Freilaufgeschwindigkeit vmax_freewheel enthält.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr bezieht sich die vorliegende Erfindung auf alle unterschiedlichen Ausführungsformen, die in den Umfang der unabhängigen Ansprüche fallen, und umfasst diese.